naar top
Menu
Logo Print
30/10/2019 - MARJOLEIN DE WIT

DIESELMOTOREN MAKEN PLAATS VOOR ELEKTROMOTOREN BIJ DPO

'Elektrificatieproject' bij Defensie Pijpleiding Organisatie

De Defensie Pijpleiding Organisatie (kortweg DPO, een onderdeel van het Nederlandse Ministerie van Defensie) is verantwoordelijk voor het jaarlijks verpompen van miljoenen liters kerosine naar zowel militaire als civiele luchthavens in Nederland en daarbuiten. Omdat na tientallen jaren trouwe dienst de kosten voor het onderhoud opliepen én omdat Defensie een visie heeft op duurzaamheid, werden de vervuilende dieselmotoren de afgelopen maanden vervangen door elektromotoren. Een omvangrijk renovatietraject waarin alle maatregelen zijn genomen om de elektromotoren veilig en efficiënt te kunnen inzetten.

dpo kerosine
De verdeling van de kerosine afkomstig uit Rotterdam gebeurt in Poortugaal in de zogenaamde ‘manifold’.

VAN PERNIS NAAR MARKELO EN KLAPHEK

Transport van kerosine naar luchthavens

Wie richting het pittoreske centrum van Poortugaal (Zuid-Holland) rijdt, zal niet snel in de gaten hebben dat zich in de directe nabijheid hét kloppend hart bevindt van het transport van een gedeelte van de hoeveelheid kerosine naar de Nederlandse luchthavens. Dit kloppend hart is het depot Pernis, waar DPO vanuit de centrale controlekamer het volledige proces verzorgt en bewaakt. Het gaat daarbij om zowel leveringen aan militaire luchthavens (zoals Eindhoven, Gilze-Rijen en Volkel) als civiele luchthavens (Schiphol).

550 kilometer aan leidingen

De kerosine wordt aangeleverd vanuit de raffinaderijen en olieterminals in Rotterdam en vervolgens via een grotendeels ondergronds leidingnetwerk verpompt naar de depots in Klaphek (nabij Utrecht) en Markelo (Twente). In Deinum (nabij Leeuwarden) is eveneens een depot gevestigd voor het nabijgelegen militaire vliegveld, maar wordt in plaats van door het leidingstelsel bevoorraad per schip. De totale lengte van het operationele leidingstelsel in Nederland bedraagt 550 km. Daarnaast maakt het pijpleidingennetwerk van Defensie onderdeel uit van het Central European Pipeline System (CEPS), dat in totaal uit 5.400 km operationele leidingen in West-Europa bestaat.

dpo
De nieuwe installaties vervangen installaties die in sommige gevallen al meer dan vijftig jaar hebben gedraaid.

Voor zowel civiele als militaire doelen

“Het leidingstelsel is halverwege de jaren 50 aangelegd om oefenende troepen en eventueel het front snel en efficiënt van kerosine te kunnen voorzien", vertelt Marcel van Agten, directeur van DPO. “Anno 2019 bestaat die militaire prioriteit nog steeds, maar hebben we ook voldoende mogelijkheden om civiele luchthavens in zowel Nederland, België als Duitsland te bevoorraden. Onder normale omstandigheden gaat ruim de helft de grens over, terwijl jaarlijks rond de 2 miljard liter (!) bestemd is voor Schiphol. Wanneer het 'spannend' wordt, is één druk op de figuurlijke rode knop voldoende om dit depot 100% militair te verklaren en verschuiven de prioriteiten richting onze nationale militaire luchthavens."

VERPOMPEN MET DIESELS

Duurzaamheid & energiebesparing

De ruim 4,5 miljard liter aan kerosine wordt van oudsher verpompt door dieselaangedreven pompen die op de verschillende depots staan. Echter, in deze tijd zijn dieselmotoren 'not done', vanwege hun uitstoot van verschillende slechte stoffen, en ook Defensie houdt hier rekening mee. Zo denken de medewerkers bij de diverse onderdelen van deze organisatie bijvoorbeeld steeds verder mee in het nastreven van duurzaamheid en energiebesparing, in het kader van onder andere de Operationele Energie Strategie (OES), een handvest dat Defensie reeds in 2015 opstelde om haar doelstellingen in deze materie kenbaar te maken. Daarbij krijgt ook Defensie te maken met de steeds strengere (milieu)eisen die de Nederlandse overheid stelt aan het materieel waarin men investeert en dat de komende 20-30 jaar zijn taak moet vervullen. Bijvoorbeeld ten aanzien van de uitstoot van CO2, stikstof, roetdeeltjes en fijn stof.

Grondige renovatie essentieel

Van Agten: “Voor onze locaties vormen de ontwikkelingen geen bijzonder moeilijk vraagstuk. Met het vaststellen van het probleem – dieselmotoren zijn vervuilend – is de oplossing eigenlijk al bekend: vervang de motoren door elektrisch aangedreven varianten. En omdat we sowieso aan een grootschalig onderhoud toe waren, viel dit mooi samen. De pompinstallaties in Pernis bijvoorbeeld zijn ruim 25 jaar oud, die in Klaphek stammen zelfs uit de tijd dat de depots werden opgezet, in 1957. (De motoren die er de pompen aandreven, werden al wel in 1980 vervangen door voor toen moderne dieselmotoren.) Het feit dat alles nog steeds uitstekend functioneert, wil natuurlijk wel iets zeggen over de hoge kwaliteit van de installaties en het bijbehorende onderhoud door de jaren heen, maar na zoveel decennia is een grondige renovatie onontbeerlijk."

dpo
Voor de motor-pompcombinaties in Poortugaal werd gekozen voor CUP-BB3-meertraps centrifugaalpompen, waarbij trillingen via sensoren worden gemeten. Zo kan men het onderhoud verbeteren en aan procesoptimalisatie doen.

RENOVATIE OP TWEE DEPOTS

DPO is begonnen met het renoveren van de installaties op twee depots: Pernis als hoofdlocatie en Klaphek omdat het onderhoud aan ruim zestig jaar oude installaties te duur werd. Concreet zijn in Pernis vier dieselmotoren vervangen door drie elektrische exemplaren, terwijl het in Klaphek gaat om het uitwisselen van zes diesels door twee motor-pompcombinaties. Hiervoor is een compleet nieuw pompstation neergezet waarin tevens ruimte is vrijgehouden voor een mogelijk toekomstige derde motor-pompcombinatie.

Elektrisch vermogen

Technisch projectleider Andre Hooijmaijer, werkzaam bij DPO: “Vervangen klinkt eenvoudig, maar niets is minder waar. Ten eerste heb je natuurlijk te maken met het feit dat deze motoren elektrisch vermogen nodig hebben in plaats van diesel. Hiervoor hebben we in Pernis een nieuwe kabel laten aanleggen met een aansluitvermogen van 3.500 kVA en in Klaphek een met een aansluitvermogen van 1.750 kVA. Verder zijn op beide locaties transformatiestations gebouwd, waar de 10 kV hoogspanning naar 400 V wordt getransformeerd om de 630 kW frequentiegeregelde motoren te voeden. De frequentieregelaars zijn onder meer toegepast om drukstoten in het leidingwerk te voorkomen en om de pompen zo veel mogelijk in het optimale werkgebied te laten draaien. Eveneens in het kader van energiebesparing."

Naast het lagere geluidsniveau en het uitblijven van lokale emissies bieden de elektromotoren ook de mogelijkheid om de gehele motor-pompcombinatie te monitoren

Fundering tegen trillingen

Een ander wezenlijk aandachtspunt tijdens de renovatie betreft het frequentiegebied waarin de motoren trillen. Voor dieselmotoren geldt een, niet vergelijkbaar, ander frequentiegebied dan voor elektromotoren en uiteraard is er alles aan gelegen om ervoor te zorgen dat de systemen niet in hun eigen frequentie terechtkomen, de frequentie van omliggende objecten of de trillingen via de bodem doorgeven naar een volgende pomp-motorcombinatie. In Pernis is daarom massa geïntroduceerd door de, nieuw geplaatste, subframes vol te storten met beton. Voor de nieuwe fundatie in Klaphek, waar de ondergrond zeer slecht is, is er zelfs gebruikgemaakt van een speciaal soort beton met een 1,7 maal grotere dichtheid dan gangbaar beton. Daar rust bovendien iedere pompvoet op vier palen, waarvoor paalboringen zijn uitgevoerd tot een diepte van 17 meter.

SPECIFICATIES VAN DE INSTALLATIE

Elektromotoren

De elektromotoren van ABB zijn uiteindelijk geleverd in een complete pomp-motorcombinatie door pompleverancier SPX. De pompen in deze combinatie verpompen gemiddeld 160 m³/uur bij een druk van 80 bar in Klaphek en 550 m³ met een druk van 60 bar in Pernis. In Pernis zijn de pompen in serie geschakeld, waarbij drukken tot 84 bar zijn te realiseren. John Meijer is als salesmanager bij SPX nauw betrokken geweest bij dit project en geeft aan: “Bij de keuze van de pompen speelde, naast een hoge efficiëntie en het te verpompen debiet - om logische redenen - ook het thema 'betrouwbaarheid' een belangrijke rol. Wanneer het erop aankomt, moet je immers voor 100% kunnen vertrouwen op deze installaties. Daarnaast heeft Defensie te maken met een voorschrift waarin staat dat de pomp in een NATO-land is geproduceerd."

dpo elektromotor

Meertraps centifugaalpomp

Op basis van de diverse eisen en wensen is uiteindelijk de keuze gevallen op de CUP-BB3-meertraps centrifugaalpomp van ClydeUnion Pumps. Het ontwerp van deze heavydutypomp voor de olie- en gasindustrie draagt maximaal bij aan een hoge efficiëntie en betrouwbaarheid. Zo minimaliseert het 'back to back'-ontwerp de axiale belasting, omdat de elf waaiers (waarvan vijf waaiers tegengesteld gemonteerd zijn op de as, zodat dit de axiale krachten minimaliseert) om en om gemonteerd zijn. Verder is een volutenpomphuis toegepast die eenzelfde effect heeft, maar dan op de radiale belasting. Bovendien is de pomp als 'splitcase-uitvoering' goed bereikbaar voor onderhoud. Meijer: “Je haalt eenvoudig de bovenzijde van de behuizing van de pomp, waarna je toegang hebt tot nagenoeg alle onderdelen, en zeker de onderdelen die het meest aan slijtage onderhevig zijn, zoals de complete roterende eenheid."

CONDITION MONITORING

Om instellingen te optimaliseren

Naast een lager geluidsniveau en het uitblijven van lokale emissies leveren de elektromotoren voor DPO nog een belangrijk voordeel. Namelijk de mogelijkheid om de gehele motor-pompcombinatie te monitoren. Andre Hooijmaijer: “Het conditionmonitoringsysteem genereert standaard veel data die je kunt gebruiken voor het plannen en uitvoeren van onderhoud en om te leren waar mogelijk instellingen, bijvoorbeeld procestechnische, zijn te verbeteren. Hiervoor zijn alle motoren en pompen voorzien van trillingssensoren waarmee we het trillingsniveau in de gaten houden (inzet foto linksboven). Bij het langzaam oplopen van het trillingsniveau kan dit duiden op slijtage van bv. lagers. Het tijdig vervangen van zo'n lager of het veranderen van het smeertechnische onderhoud kan zo onverwachte stilstand voorkomen."

Centrale controlekamer

Het monitoren van dit gehele proces gebeurt vanuit de centrale controlekamer op het depot Pernis in Poortugaal waar tevens de diverse componenten in het leidingnetwerk worden aangestuurd. Dit betekent, onder andere, het starten van de motoren en pompen, en het op afstand openen en sluiten van de afsluiters om de kerosine op de juiste locatie te krijgen. Dit openen en sluiten is overigens in alle gevallen ook altijd handmatig mogelijk in de ruimte die door de organisatie 'manifold' wordt genoemd (foto boven de inleiding). Daarnaast wordt de druk gemonitord om er zeker van te zijn dat deze gedurende het hele traject voldoende hoog blijft om de kerosine te transporteren.

dpo
De trillingssensoren waarmee het trillingsniveau in de gaten gehouden wordt.

“Deze nieuwe controlekamer vervangt de twee oorspronkelijke controlekamers in Pernis en Klaphek", vertelt van Agten. “Centralisatie dus, die ons de nodige voordelen oplevert. Wanneer we bijvoorbeeld kerosine willen verpompen vanuit Rotterdam naar Gilze-Rijen, dan hoeven niet twee depots zich bezig te houden met de route. Dit verkleint de kans op fouten en bovendien vraagt het minder arbeidskrachten."

Niet kritisch

Wanneer er binnen de controlekamer problemen worden gedetecteerd, is er in principe voldoende tijd om deze op te lossen. Hooijmaijer: “De pompinstallaties zijn wat dat betreft niet als 'kritisch' te bestempelen. We hebben in het volledige netwerk voldoende buffer om ongeveer 72 uur uit bedrijf te gaan, wat in de meeste gevallen voldoende is om een storing op te lossen. Dit is ook belangrijk in het kader van het uitvoeren van leidinginspecties omdat dit de mogelijkheid geeft om het te inspecteren deel drukloos te maken."

Die 72 uur buffer waren overigens onvoldoende voor het vervangen van de dieselmotoren door elektrisch aangedreven varianten. “In Klaphek gaf dit geen problemen omdat we hier een volledig nieuw pompstation hebben gebouwd. Pas toen dit klaar was, hebben we, simpel gezegd, de oude motoren uitgezet en de nieuwe aan. In Pernis was het echter een logistieke uitdaging om het depot draaiende te houden, terwijl de motor-pompcombinaties met de grootst mogelijke zorgvuldigheid een voor een zijn vervangen. Wat het kritische aspect betreft, hebben we natuurlijk wel een noodstroomaggregaat waarmee we de controlekamer en het SCADA-systeem werkend kunnen houden; dat is geen overbodige luxe."

CONCLUSIE

“Voor de eerste tijd worden storingen aan de motor-pompcombinatie onder leiding van SPX opgelost, waarbij onderhoudsmedewerkers van Defensie meekijken en -leren", besluit van Agten. “Met het opbouwen van basiskennis is al eerder een begin gemaakt met een bezoek aan de producent in Groot-Brittannië. Uiteindelijk is het de bedoeling dat het eerste- en tweedelijnsonderhoud door Defensie zelf wordt uitgevoerd."